junhong_cmp_fiber/internal/service/verification/service.go

// Package verification 提供验证码管理的业务逻辑服务
// 包含短信验证码生成、发送、验证等功能
package verification

import (
	"context"
	"crypto/rand"
	"fmt"
	"math/big"
	"strconv"
	"time"

	"github.com/break/junhong_cmp_fiber/pkg/config"
	"github.com/break/junhong_cmp_fiber/pkg/constants"
	"github.com/break/junhong_cmp_fiber/pkg/errors"
	"github.com/break/junhong_cmp_fiber/pkg/sms"
	"github.com/redis/go-redis/v9"
	"go.uber.org/zap"
)

// Service 验证码服务
type Service struct {
	redisClient *redis.Client
	smsClient   *sms.Client
	logger      *zap.Logger
}

// NewService 创建验证码服务实例
func NewService(redisClient *redis.Client, smsClient *sms.Client, logger *zap.Logger) *Service {
	return &Service{
		redisClient: redisClient,
		smsClient:   smsClient,
		logger:      logger,
	}
}

// SendCode 发送验证码
func (s *Service) SendCode(ctx context.Context, phone string) error {
	// 检查短信服务是否可用
	if s.smsClient == nil {
		s.logger.Error("短信服务未配置", zap.String("phone", phone))
		return errors.New(errors.CodeServiceUnavailable)
	}

	// 检查发送频率限制
	limitKey := constants.RedisVerificationCodeLimitKey(phone)
	exists, err := s.redisClient.Exists(ctx, limitKey).Result()
	if err != nil {
		s.logger.Error("检查验证码发送频率限制失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		return errors.Wrap(errors.CodeInternalError, err, "检查验证码发送频率限制失败")
	}

	if exists > 0 {
		s.logger.Warn("验证码发送过于频繁",
			zap.String("phone", phone),
		)
		return errors.New(errors.CodeTooManyRequests, "验证码发送过于频繁，请稍后再试")
	}

	// 生成随机验证码
	code, err := s.generateCode()
	if err != nil {
		s.logger.Error("生成验证码失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		return errors.Wrap(errors.CodeInternalError, err, "生成验证码失败")
	}

	// 构造短信内容
	cfg := config.Get()
	content := fmt.Sprintf("您的验证码是%s，请在%d分钟内输入验证。如非本人操作，请忽略本短信。", code, int(constants.VerificationCodeExpiration.Minutes()))

	// 发送短信
	_, err = s.smsClient.SendMessage(ctx, content, []string{phone})
	if err != nil {
		s.logger.Error("发送验证码短信失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		return errors.Wrap(errors.CodeInternalError, err, "发送验证码短信失败")
	}

	// 存储验证码到 Redis
	codeKey := constants.RedisVerificationCodeKey(phone)
	err = s.redisClient.Set(ctx, codeKey, code, constants.VerificationCodeExpiration).Err()
	if err != nil {
		s.logger.Error("存储验证码失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		return errors.Wrap(errors.CodeInternalError, err, "存储验证码失败")
	}

	// 设置发送频率限制
	err = s.redisClient.Set(ctx, limitKey, "1", constants.VerificationCodeRateLimit).Err()
	if err != nil {
		s.logger.Error("设置验证码发送频率限制失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		// 这个错误不影响主流程，只记录日志
	}

	s.logger.Info("验证码发送成功",
		zap.String("phone", phone),
	)

	// 避免在日志中暴露验证码（仅在开发环境下记录）
	if cfg.Logging.Development {
		s.logger.Debug("验证码内容（仅开发环境）",
			zap.String("phone", phone),
			zap.String("code", code),
		)
	}

	return nil
}

// verificationCodeConsumeScript 原子消费验证码：仅当键值仍等于已校验通过的验证码时删除。
// 并发的两次提交只有一次能消费成功，验证码不会被重复使用。
var verificationCodeConsumeScript = redis.NewScript(`
if redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1] then
	return redis.call('DEL', KEYS[1])
end
return 0
`)

// verificationFailureWriteTimeout 是失败计数写入的独立超时：写入与请求生命周期解耦，避免客户端断开绕过计数。
const verificationFailureWriteTimeout = 5 * time.Second

// verificationFailureCountScript 原子累加手机号维度的校验失败计数，并在同一步刷新计数窗口。
// INCR 与 PEXPIRE 必须在同一脚本内完成：拆成 SETNX 再 INCR 会让并发提交在两次调用之间丢失过期时间，
// 计数键永久驻留即等于手机号被永久锁定；同时 INCR 本身原子，并发提交不会丢失一次失败计数。
// 每次失败都刷新窗口（滑动窗口）：锁定期间的提交在比对前即被拒绝且不再计数，因此锁定不会续期，
// 锁定上限为一个窗口，到期自动恢复。
var verificationFailureCountScript = redis.NewScript(`
local count = redis.call('INCR', KEYS[1])
redis.call('PEXPIRE', KEYS[1], ARGV[1])
return count
`)

// verificationFailureCount 读取手机号当前窗口内的校验失败计数；键不存在表示窗口内尚未失败。
func (s *Service) verificationFailureCount(ctx context.Context, phone string) (int64, error) {
	value, err := s.redisClient.Get(ctx, constants.RedisVerificationCodeFailKey(phone)).Result()
	if err == redis.Nil {
		return 0, nil
	}
	if err != nil {
		return 0, err
	}
	count, err := strconv.ParseInt(value, 10, 64)
	if err != nil {
		// 计数键被外部写入非数字值：按窗口内无计数处理并记录，不作为限流依据。
		return 0, fmt.Errorf("校验失败计数取值非法: %w", err)
	}
	return count, nil
}

// recordVerificationFailure 累加一次校验失败；计数写入失败只记录并放行，不改变本次校验结果。
func (s *Service) recordVerificationFailure(ctx context.Context, phone string) {
	// 计数写入不随请求上下文取消而丢失：客户端提前断开不应成为绕过失败次数限制的通道。
	countCtx, cancel := context.WithTimeout(context.WithoutCancel(ctx), verificationFailureWriteTimeout)
	defer cancel()
	_, err := verificationFailureCountScript.Run(
		countCtx, s.redisClient, []string{constants.RedisVerificationCodeFailKey(phone)},
		constants.VerificationCodeFailureWindow.Milliseconds(),
	).Int64()
	if err != nil {
		s.logger.Error("累加验证码校验失败计数失败，按放行处理",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
	}
}

// clearVerificationFailures 在校验成功后清零手机号的失败计数；清零失败只记录，不影响校验成功结果。
func (s *Service) clearVerificationFailures(ctx context.Context, phone string) {
	if err := s.redisClient.Del(ctx, constants.RedisVerificationCodeFailKey(phone)).Err(); err != nil {
		s.logger.Error("清零验证码校验失败计数失败，按成功放行",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
	}
}

// CheckCode 校验验证码但不消费。
// 供消费必须晚于业务事实落库的链路复用；不消费时验证码仍受原有 5 分钟有效期约束。
// 失败次数限制在验证码比对之前生效：窗口内失败达到上限后，锁定期间的校验一律拒绝（即使验证码正确），
// 锁定随窗口到期自动解除；窗口内校验成功清零计数；校验失败不消费验证码。
// 计数读写故障一律放行并记录，MUST NOT 因限流计数故障阻断注册、绑定、换绑、换证与登录的成功路径。
func (s *Service) CheckCode(ctx context.Context, phone string, code string) error {
	failureCount, err := s.verificationFailureCount(ctx, phone)
	if err != nil {
		s.logger.Error("读取验证码校验失败计数失败，按放行处理",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
	}
	if failureCount >= constants.VerificationCodeMaxFailures {
		s.logger.Warn("验证码校验失败次数达到上限，窗口内拒绝校验",
			zap.String("phone", phone),
		)
		// 提示不含验证码正确性、剩余失败次数与内部键名。
		return errors.New(errors.CodeTooManyRequests, constants.VerificationCodeLockedMessage)
	}

	// 从 Redis 获取验证码
	storedCode, err := s.redisClient.Get(ctx, constants.RedisVerificationCodeKey(phone)).Result()
	if err == redis.Nil {
		s.logger.Warn("验证码不存在或已过期",
			zap.String("phone", phone),
		)
		// 已无可用验证码的提交同样是校验失败：计入失败次数，但不产生任何业务事实。
		s.recordVerificationFailure(ctx, phone)
		return errors.New(errors.CodeInvalidParam, "验证码不存在或已过期")
	}
	if err != nil {
		s.logger.Error("获取验证码失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		return errors.Wrap(errors.CodeInternalError, err, "获取验证码失败")
	}

	// 验证码比对
	if storedCode != code {
		s.logger.Warn("验证码错误",
			zap.String("phone", phone),
		)
		s.recordVerificationFailure(ctx, phone)
		return errors.New(errors.CodeInvalidParam, "验证码错误")
	}

	s.clearVerificationFailures(ctx, phone)

	return nil
}

// ConsumeCode 消费已校验通过的验证码；验证码已失效或已被其它请求消费时返回错误并记录日志。
func (s *Service) ConsumeCode(ctx context.Context, phone string, code string) error {
	consumed, err := verificationCodeConsumeScript.Run(
		ctx, s.redisClient, []string{constants.RedisVerificationCodeKey(phone)}, code,
	).Int64()
	if err != nil {
		s.logger.Error("消费验证码失败",
			zap.String("phone", phone),
			zap.Error(err),
		)
		return errors.Wrap(errors.CodeInternalError, err, "消费验证码失败")
	}
	if consumed == 0 {
		s.logger.Warn("验证码已失效或已被消费",
			zap.String("phone", phone),
		)
		return errors.New(errors.CodeInvalidParam, "验证码已失效或已被消费")
	}
	return nil
}

// VerifyCode 验证并消费验证码，校验成功即消费。
// 仅适用于失败后必须重新获取验证码的链路；失败可能晚于消费的链路改用 CheckCode 与 ConsumeCode。
func (s *Service) VerifyCode(ctx context.Context, phone string, code string) error {
	if err := s.CheckCode(ctx, phone, code); err != nil {
		return err
	}

	// 消费失败不影响主流程：ConsumeCode 内部已记录日志，与既有链路保持一致。
	_ = s.ConsumeCode(ctx, phone, code)

	s.logger.Info("验证码验证成功",
		zap.String("phone", phone),
	)

	return nil
}

// generateCode 生成随机验证码
func (s *Service) generateCode() (string, error) {
	// 生成 6 位数字验证码
	const digits = "0123456789"
	code := make([]byte, constants.VerificationCodeLength)

	for i := range code {
		num, err := rand.Int(rand.Reader, big.NewInt(int64(len(digits))))
		if err != nil {
			return "", err
		}
		code[i] = digits[num.Int64()]
	}

	return string(code), nil
}